轴对称星系中的两积分分布函数：对暗物质搜寻的启示

我们研究在已知密度轮廓且处于轴对称引力势中达到平衡的扩展无碰撞系统的相空间分布函数重构问题。假设其仅依赖于两个运动积分，即能量和沿对称轴的角动量分量 $L_z$，则密度轮廓与分布函数中关于 $L_z$ 为偶的部分之间存在一一对应，加权方位角速度轮廓与奇的部分之间亦如此。该反演方法最初由 Lynden-Bell 提出，后经 Hunter & Qian 在其数值实现中加以改进；在克服一个技术困难后，我们在此首次将其应用于存在强扁平成分的情形，作为提取旋涡星系晕中暗物质粒子相空间分布函数的一种新方法。我们将现实轴对称模型所得结果与先前分析所假设的球对称极限下的结果进行比较，显示出后者的相当严重的缺陷。随后我们将该方案应用于银河系，并讨论其对直接暗物质搜寻的启示。特别地，我们重新解释了 Xenon1T 实验针对自旋（非）相关相互作用的零结果，并对一组轴对称模型（包括自洽定义的共转晕）的信号年调制做出了预测。